导言
轨道上的障碍物是铁路运营商最担心的问题，因为它们会带来潜在的事故风险、长时间的延误和成本。在美国，艾宾福司特 正在通过应用创新的照明技术和远程状态监测来应对在偏远地区检测障碍物的挑战。
要求
在一级货运世界中，任何延误，无论多小，都会对特定列车装载的盈利能力以及后续列车的晚点产生连锁反应。列车面临的问题之一是落石阻塞铁路线，尤其是在列车线路经过陡峭的岩壁和山区时，容易发生大块物体从岩壁上砸落的情况。检测这些事件的传统方法是通过物理电线栅栏；当岩石撞断电线时，信号就会发送给当地的维护工程师，他们需要到现场确定岩石发生了什么情况。在进行调查之前，货运列车必须以每小时 20 英里的速度限速运行。如果岩石或落石堵塞了线路，那么延误的时间可能会很长。不过，一级货运公司BNSF曾要求艾宾福司特 创新使用主动式光探测和测距 (LIDAR)技术，该技术不仅能探测岩石是否掉落，还能探测岩石是否仍然是轨道上的障碍物、岩石的大小以及岩石掉落的易发区域。
要求
以下清单重点列出了 BNSF 的要求：
必须沿易受落石影响的轨道长度设置激光雷达栅栏，栅栏内至少要有 - 个激光雷达头，以便对相邻激光雷达的轨道进行冗余覆盖
激光雷达围栏必须能探测到轨道内或轨道外直径为 12 英寸或更大的物体。
火车经过时没有发出警报
用于与现有 BNSF 检测处理器配合使用的离散接口
故障安全（设备健康状况报警输出）
在直线和曲线轨道上检测
区分巨石和岩石与山体滑坡
我们的解决方案
艾宾福司特 是欧洲一家成熟的平交道口应用激光雷达探测系统供应商。我们位于诺丁汉的技术中心立即迎接挑战，将我们的双激光雷达平交道口产品发展成多头激光雷达栅栏，以满足长距离易落石轨道的需要。
激光雷达围栏的试验地点选在哥伦比亚河畔的 BNSF 华盛顿轨道上。被称为 Fallbridge 的地区拥有 600 英尺（185 米）的断裂页岩，位于轨道附近近乎垂直的悬崖上。
解决方案详情
该系统使用 10-off 激光雷达头，安装在现有的断线落石铁丝网上，计划进行为期一年的试验，以验证激光雷达相对于断线铁丝网的额外优势。安装调试完毕的系统如下图所示（右图）。下图中的每个激光雷达不仅能覆盖自己的轨道区域，还能覆盖相邻的激光雷达，因此我们在设计中采用了双重冗余，即使一个激光雷达头出现故障，也能探测到轨道上是否有障碍物。
当列车通过探测区域时，激光雷达的光学窗口会关闭，以防止列车被探测到，同时也可防止列车通过时弹起的灰尘和石块。
只有当轨道上有尺寸超过 12 英寸的固定障碍物时，列车才会被限制速度。目前试用的系统依靠的是在为每个激光雷达头设定的关注区域内进行简单的障碍物探测；该关注区域可根据轨道布局、配置和平行轨道线的数量进行更改。
监测区域的长度不受限制，安装激光雷达后，可监测长度从几十英尺到几英里的轨道区段。艾宾福司特 落石系统的另一个优点是，它易于扩展，既可提供短暂物体（动物、入侵者和其他事件，如大雪）检测，也可识别实际障碍物。艾宾福司特 目前正在欧洲设计 SIL3 级别的平交道口障碍物探测器。
益处
使用传统的断线栅栏时，无法得知破坏栅栏的岩石现在是否挡住了轨道。有了激光雷达系统，就可以将阻挡岩石的精确位置和宽度反馈到中央控制室（取决于数据连接情况），或者通过简单的继电器输出，从特定的头部发出警报信号，提醒维护工程师。
当然，无论哪种情况，都可以在多个激光雷达探测头探测到障碍物时确定物体的大小；探测山体滑坡或大块岩石坠落，只需查看激光雷达探测头阵列有多少个探测区同时发出警报即可。
了解岩石是否确实停留在轨道上的好处显而易见；现场工程师不必再自动前往现场，而火车在这段旅程中只能以 20mph 的速度行驶。即使激光雷达围栏发现岩石掉落并撞击轨道，但如果岩石不再在轨道上，列车也可能会以较低的速度运行，以确保不会对轨道造成不利损害。
总之，激光雷达系统提供了一种实际检测轨道上障碍物的方法，并可决定是否需要紧急派遣工程师前往有时相当偏远的地点。在这种情况下，列车在信号灯前被耽搁，既耽误了自己的运输，也耽误了后续列车的运输，造成了沿途成本的增加。落石激光雷达系统既能探测轨道上的危险障碍物，又能优化列车在易落石地区的通过率。
